Lebensdauerdefinition
1. Betrieb, Wartung und Unterhalt LED
1.1 Lebensdauer
Die Lebensdauer einer LED-Beleuchtung wird im wesentlichen vom Lichtstromrückgang der LED bestimmt.
Je länger die LED bereits gebrannt haben, umso grösser ist der Lichtstromrückgang und umso weniger Licht steht zur Verfügung.
Quelle: ZVEI
Der Hersteller der LED bzw. der Leuchte muss somit nicht nur die Mortalität (Totalausfall), sondern auch den Rückgang des Lichts im Datenblatt festhalten.
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Jede Lebensdauerangabe muss mit 3 Werten begleitet werden:
L: Bemessungslebensdauer B: Berücksichtigung des Lichtstromrückgangs C: Berücksichtigung des Totalausfalles |
| Quelle ZVEI |
Beispiel:
60'000 Stunden (L70B60C10)
Bei diesem Beispiel haben nach einer Brenndauer von 60'000 Stunden 60 % aller Leuchten einen Lichtstrom, der weniger 70 % des Neu-Wertes beträgt. 10 % aller Leuchten sind komplett ausgefallen.
Eine seriöse Lebensdauerangabe beinhaltet somit immer die oben dargestellte Präzisierung.
1.2 Wartungsablauf
1.2.1 Allgemein
Gemäss Norm gilt für jede Beleuchtungssituation ein gefordertes Lichtniveau. Dieses Lichtniveau ist nötig, um die Sehaufgabe in der richtigen Qualität erfüllen zu können.
Je nach Situation ist dieses Niveau unterschiedlich. Für die wichtigsten Beleuchtungssituationen wurden Normen erstellt, welche die nötigen Lichtniveaus definieren. Die Norm für die Innenräume (EN124646-1) beschreibt unter anderem die Anforderungen für Büroräume.
Für allgemeine Bürotätigkeiten gelten 500 Lux als Wartungswert.
Damit ist festgehalten, dass das Lichtniveau nicht unter den Wert von 500 Lux sinken darf.
1.2.2 Veränderung der Lichtsituation während des Betriebes
Während des Betriebs verändert sich der Lichtsituation in einem Raum laufend:
- Lichtstromrückgang der Lichtquelle
Während des Betriebs reduziert sich der Lichtstrom einer Lichtquelle durch die Alterung. Dieser Lichtstromrückgang ist für jede Lichtquellentechnologie unterschiedlich. Die Hersteller stellen die Daten zur Verfügung.
- Ausfall von Lichtquellen
Alle Lichtquellen haben eine begrenzte Lebensdauer. Ausgefallene Lichtquellen reduzieren die Lichtmenge, welche die Beleuchtungsanlage erzeugt. Je nach Raumsituation ist eine ausgefallene Lichtquelle nicht akzeptabel und muss sofort ersetzt werden. Teilweise kann aber trotz ausgefallener Lichtquellen die Sehaufgabe weiterhin erfüllt werden.
- Verschmutzung der Reflektor und optischen Elemente
Durch Staub und andere Umwelteinflüsse verschmutzen die Reflektoren. Dieser Prozess wird noch beschleunigt durch die etwas erhöhten Temperaturen auf der Oberfläche der Leuchte. Dadurch entstehen thermische Luftbewegungen, welche die Staubablagerung intensivieren. Die Verschmutzung behindert den Lichtaustritt und reduziert die Lichtmenge, die zur Verfügung steht.
- Verschmutzung der Raumoberflächen
Nicht alles Licht, das zur Sehaufgabe zur Verfügung steht, trifft direkt von der Leuchte auf das Sehobjekt. Die Beleuchtung des Sehobjektes wird auch durch reflektierendes Licht, welches von den Raumwänden, Decke und Boden umgelenkt wird, sichergestellt. Hier spielt die Helligkeit der Raumoberflächen eine wichtige Rolle. Typischerweise sinkt die Reflektionsfähigkeit der Oberflächen im Laufe der Zeit und es wird immer weniger Licht für die Sehaufgabe zur Verfügung stehen.
Alle diese Faktoren führen dazu, dass die Lichtmenge die im Neuzustand zur Verfügung steht, im Laufe der Zeit abnimmt. Diese Faktoren müssen somit vor der Planung mit dem Bauherren abgesprochen werden und in die Planung einfliessen, dass der vorgegebene Wert nie unterschritten wird.
In dem Beispiel wird der resultierende Lichtstromrückgang dargestellt. Nach einer 3-Jährigen Betriebszeit wird die Anlage gereinigt und gewartet. Damit wird wieder weitgehend der Neuzustand erreicht.
Quelle: ZVEI
Der Zeitraum, bis eine Anlage gewartet werden muss, ergibt sich somit aus dem Ausgangswert und der Verminderung des Lichtes während des Betriebes. Je höher der Anfangswert, umso länger kann mit der Wartung zugewartet werden.
1.2.3 Wartung einer LED-Beleuchtung
Bei einer LED-Beleuchtung wird von deutlich längerer Lebensdauer ausgegangen. Deshalb sind die Wartungsaspekte entsprechend zu gewichten:
Bei einer LED-Charakteristik von zum Beispiel 60'000h (L70) wird der Lichtstrom nach 60'000h um 30 % reduziert sein.
Falls geplant ist, eine solche Beleuchtungsanlage so lange zu betreiben, muss der Neuwert 43 % über dem Wartungswert gewählt werden. Die Mortalität und die Verschmutzung sind dabei noch nicht berücksichtigt.
Die Wartung einer LED-Beleuchtungsanlage beschränkt sich auf die Reinigung der Leuchte. Teilweise oder ganz ausgefallene Lightengines können nicht vorort ausgewechselt werden. Dies muss mit spezialisiertem Personal und an entsprechend eingerichteten Arbeitsplätzen (ESD) geschehen.
Eine sinnvolle Option ist die Rückgabe an den Leuchtenhersteller.
Die generelle Auswechslung der Lightengines dürfte sich in den meisten Fällen kaum lohnen. Damit wird am Ende der geplanten Lebensdauer (Erreichen des Wartungswertes) die Auswechslung der gesamten Beleuchtungsanlage sinnvoll sein.